論文の概要: MedXAI: A Retrieval-Augmented and Self-Verifying Framework for Knowledge-Guided Medical Image Analysis

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.10098v1
• Date: Wed, 10 Dec 2025 21:40:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-12 16:15:42.071558
• Title: MedXAI: A Retrieval-Augmented and Self-Verifying Framework for Knowledge-Guided Medical Image Analysis
• Title（参考訳）: MedXAI:知識誘導型医用画像解析のための検索および自己検証フレームワーク
• Authors: Midhat Urooj, Ayan Banerjee, Farhat Shaikh, Kuntal Thakur, Sandeep Gupta,
• Abstract要約: MedXAIは、深層視覚モデルと臨床から派生した専門知識を統合して、一般化を改善し、希少な偏見を減らし、人間の理解に足る説明を提供する。 我々は,MedXAIを多種多様性で評価し, (i) 静置型fMRIによる静注オンセットゾーンの局在と, (ii) 糖尿病網膜症をグレードする2つの課題について検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5581472054346949
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Accurate and interpretable image-based diagnosis remains a fundamental challenge in medical AI, particularly un- der domain shifts and rare-class conditions. Deep learning mod- els often struggle with real-world distribution changes, exhibit bias against infrequent pathologies, and lack the transparency required for deployment in safety-critical clinical environments. We introduce MedXAI (An Explainable Framework for Med- ical Imaging Classification), a unified expert knowledge based framework that integrates deep vision models with clinician- derived expert knowledge to improve generalization, reduce rare- class bias, and provide human-understandable explanations by localizing the relevant diagnostic features rather than relying on technical post-hoc methods (e.g., Saliency Maps, LIME). We evaluate MedXAI across heterogeneous modalities on two challenging tasks: (i) Seizure Onset Zone localization from resting-state fMRI, and (ii) Diabetic Retinopathy grading. Ex periments on ten multicenter datasets show consistent gains, including a 3% improvement in cross-domain generalization and a 10% improvmnet in F1 score of rare class, substantially outperforming strong deep learning baselines. Ablations confirm that the symbolic components act as effective clinical priors and regularizers, improving robustness under distribution shift. MedXAI delivers clinically aligned explanations while achieving superior in-domain and cross-domain performance, particularly for rare diseases in multimodal medical AI.
• Abstract（参考訳）: 正確かつ解釈可能な画像ベースの診断は、医療AI、特に非ドメインシフトと希少な条件において、依然として根本的な課題である。 ディープラーニング・モード・エルは、現実世界の分布変化に苦しむことが多く、頻繁な病態に対する偏見を示し、安全クリティカルな臨床環境への展開に必要な透明性を欠いている。 MedXAI (An Explainable Framework for Med-ical Imaging Classification, Med-ical Imaging Classification) は、深層視覚モデルと臨床由来の専門知識を統合し、一般化を改善し、レアクラスのバイアスを低減し、技術的なポストホック法(例えば、Saliency Maps, LIME)に頼るのではなく、関連する診断機能をローカライズすることによって、人間の理解可能な説明を提供する、統合された専門知識ベースのフレームワークである。 我々は,MedXAIを不均一なモードで2つの課題に対して評価する。 一 静止状態fMRIからの静置オンセットゾーンの局在化及び (II)糖尿病網膜症 10のマルチセンターデータセットのエクスペリメントは、クロスドメインの一般化が3%改善し、F1スコアの10%即興性が大幅に向上し、強力なディープラーニングベースラインを上回った。 アブレーションは、シンボル成分が効果的な臨床前駆体および正規化剤として機能し、分布シフト時の堅牢性を改善することを確認する。 MedXAIは、特にマルチモーダル医療AIにおける稀な疾患に対して、ドメイン内およびクロスドメインのパフォーマンスを向上しながら、臨床的に整合した説明を提供する。

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